(57)【要約】【課題】排泄物の付着による軸受部の腐食を防止することができるバイオトイレ装置を提供すること。【解決手段】トイレハウスと、前記トイレハウスの内部に配置された便器と、バイオチップを収納することができ前記便器からの排泄物を前記バイオチップによって消滅処理する処理槽と、前記処理槽の内部に回転可能に配置された攪拌羽根部を有する攪拌羽根部材と、前記攪拌羽根部材に相対的回転不能に連結された攪拌軸と、前記攪拌軸の一端を相対的回転不能に保持する軸受部と、前記処理槽の内部に配置された支持部材であって前記軸受部が前記バイオチップよりも上方の位置に配置されるように前記軸受部を支持する支持部材と、前記攪拌軸の他端に相対的回転不能に連結した出力軸を有する攪拌駆動装置であって前記処理槽の外に配置された攪拌駆動装置と、を備えたことを特徴とするバイオトイレ装置。【選択図】図１
2010022467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トイレハウスと、
前記トイレハウスの内部に配置された便器と、
バイオチップを収納することができ前記便器からの排泄物を前記バイオチップによって消滅処理する処理槽と、
前記処理槽の内部に回転可能に配置された攪拌羽根部を有する攪拌羽根部材と、
前記攪拌羽根部材に相対的回転不能に連結された攪拌軸と、
前記攪拌軸の一端を相対的回転不能に保持する軸受部と、
前記処理槽の内部に配置された支持部材であって前記軸受部が前記バイオチップよりも上方の位置に配置されるように前記軸受部を支持する支持部材と、
前記攪拌軸の他端に相対的回転不能に連結した出力軸を有する攪拌駆動装置であって前記処理槽の外に配置された攪拌駆動装置と、
を備えたことを特徴とするバイオトイレ装置。
【請求項２】
前記攪拌羽根部材は、さらに、
前記軸受部を前記攪拌軸方向から覆う凹部を有する覆材部を備え、
前記覆材部は前記攪拌軸に相対的回転不能に連結され、かつ、前記攪拌羽根部に相対的回転不能に連結されたことを特徴とする請求項１に記載のバイオトイレ装置。
【請求項３】
前記覆材部は、それぞれが前記覆材部の外側の側面部と前記凹部の内側の側面部との間を貫通する複数の貫通穴を有することを特徴とする請求項２に記載のバイオトイレ装置。
【請求項４】
前記攪拌羽根部は、帯状螺旋により形成された螺旋羽根であって、
前記攪拌羽根部材から前記処理槽の底面に向かうにつれて前記攪拌軸との距離を次第に広げ前記処理槽の底面に近接した領域まで前記攪拌軸を中心に螺旋状に延び、先端部分が前記領域で回転可能に配置された螺旋羽根であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のバイオトイレ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱と微生物によって排泄物を分解させるバイオトイレ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、微生物（バイオ菌）と熱とによって排泄物を分解する所謂バイオトイレ装置では、処理槽にあるバイオ菌を繁殖させて排泄物の消滅処理を行っている。このため、排泄物を汲み取る必要がなく、さらには、下水等に流す必要もないから、環境に優しいトイレとして知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、便器内にオガ屑等を収納し、排出された排泄物を便器内の攪拌羽根の回転により、オガ屑と混練され、オガ屑中に生息するバイオ菌によって分解・処理するバイオトイレ装置が示されている。当該バイオトイレ装置は、便器内に回転可能な攪拌羽根を有しており、その攪拌羽根は角形断面を成したシャフトが取り付けられ、攪拌羽根の中央には角型の軸穴が形成され、該軸穴にシャフトが嵌入される。そして、シャフト両端は便器に設けている軸受に軸支されてモータにて回転駆動する。攪拌羽根が腐食した場合には簡単に攪拌羽根を交換できることが示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１５２５１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、このようなバイオトイレ装置が原子力発電所等の発電所の建設現場等で使用される場合、原子力発電所における各設備は、一般に、一般的建築物より分厚いコンクリート等で覆われてかつ閉塞されているため、これらを建設する現場の内部環境は暑い。この原子力発電所の建設作業員が摂取する水分補給量は多く、そのためバイオトイレの使用頻度も多く、作業員が増加する定期点検時には排泄物の量も多くなる。特許文献１に記載のバイオトイレ装置は、シャフト両端に設けられている軸受が排泄物を処理するオガ屑が付着する位置にあることから、軸受の腐食が頻繁に起こる問題点がある。腐食した軸受の交換をする場合、バイオトイレ装置を分解せねばならないため、その分解作業をしている間は、トイレの使用ができなくなる。
【０００６】
本発明は、上記課題を鑑みたものであり、排泄物の付着による軸受部の腐食を防止することができるバイオトイレ装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明は、トイレハウスと、前記トイレハウスの内部に配置された便器と、バイオチップを収納することができ前記便器からの排泄物を前記バイオチップによって消滅処理する処理槽と、前記処理槽の内部に回転可能に配置された攪拌羽根部を有する攪拌羽根部材と、前記攪拌羽根部材に相対的回転不能に連結された攪拌軸と、前記攪拌軸の一端を相対的回転不能に保持する軸受部と、前記処理槽の内部に配置された支持部材であって前記軸受部が前記バイオチップよりも上方の位置に配置されるように前記軸受部を支持する支持部材と、前記攪拌軸の他端に相対的回転不能に連結した出力軸を有する攪拌駆動装置であって前記処理槽の外に配置された攪拌駆動装置と、を備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
（１）に記載のバイオトイレ装置によれば、攪拌軸を保持する軸受部がバイオチップの上面よりも上方の位置に配置されているため、バイオチップに含まれる排泄物が軸受部に付着しにくくなり、軸受部の腐食を軽減することができる。その結果、軸受部の交換回数を減らせるため、バイオトイレ装置を分解する作業によりトイレが使用できない頻度を軽減することができる。
【０００９】
（２）本発明は、（１）に記載のバイオトイレ装置において、前記攪拌羽根部材は、さらに、前記軸受部を前記攪拌軸方向から覆う凹部を有する覆材部を備え、前記覆材部は前記攪拌軸に相対的回転不能に連結され、かつ、前記攪拌羽根部に相対的回転不能に連結されたことを特徴とするものである。
【００１０】
（２）に記載のバイオトイレ装置によれば、凹部を有する覆材部で軸受部を覆っているため、排泄時に排泄物が軸受部に付着しにくくなる。その結果、軸受部の腐食を軽減することができ、軸受部の交換回数を減らせるため、バイオトイレ装置を分解する作業によりトイレが使用できない頻度を軽減することができる。
【００１１】
（３）本発明は、（２）に記載のバイオトイレ装置において、前記覆材部は、それぞれが前記覆材部の外側の側面部と前記凹部の内側の側面部との間を貫通する複数の貫通穴を有することを特徴とするものである。
【００１２】
（３）に記載のバイオトイレ装置によれば、覆材部の内部にたまるバイオチップから発生したガスを、当該貫通穴により覆材部の外側に放出することができる。その結果、当該ガスが空気中の水蒸気（水）に溶け、ガスが溶けた水溶液が軸受部に付着し、その水溶液が軸受部を腐食してしまうことを軽減することができる。
【００１３】
（４）本発明は、（１）乃至（３）のいずれかに記載のバイオトイレ装置において、前記攪拌羽根部は、帯状螺旋により形成された螺旋羽根であって、前記攪拌羽根部材から前記処理槽の底面に向かうにつれて前記攪拌軸との距離を次第に広げ前記処理槽の底面に近接した領域まで前記攪拌軸を中心に螺旋状に延び、先端部分が前記領域で回転可能に配置された螺旋羽根であることを特徴とするものである。
【００１４】
（４）に記載のバイオトイレ装置によれば、攪拌羽根部の先端部分は処理槽の底面に近接した領域で処理槽の側面近接部分で回転することができる。また、上方に行くに従って攪拌軸付近を回転することができるため、処理槽内にあるバイオチップを均等に攪拌することができ、排泄物の処理の速度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、排泄物の付着による軸受部の腐食を防止することができるバイオトイレ装置を提供する。その結果、腐食した軸受部の交換のために、バイオトイレ装置を分解する作業の回数を抑えることができ、トイレが使用できない期間を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、これはあくまでも一実施形態であって、本発明の技術的範囲はこれに限定されるわけではない。
【００１７】
図１は本発明の実施の形態によるバイオトイレ装置の一例を示す断面図である。バイオトイレ装置１０は、トイレ室（トイレハウス）１１を有している。トイレハウス１１は、その前面に開閉可能なドア１１ａと、ドアノブ１１ｂが備えられている。トイレハウス１１及びドア１１ａ、ドアノブ１１ｂは、材質に特に制限は無いが、例えばアルミニウムやステンレス（ＳＵＳ）等を例示することができる。トイレハウス１１に出入りするには、ドアノブ１１ｂを操作してドア１１ａを開閉することによって行われる。
【００１８】
バイオトイレ装置１０は、トイレハウス１１の内部に便器１２及び処理槽１３が配置される。処理槽１３は、便器１２からの排泄物が処理槽１３に落下するように、便器１２の下側に配置されている。処理槽１３は、内部にバイオチップ２０が収納される。バイオチップ２０に発生する微生物によって、排泄物が消滅処理されることになる。
【００１９】
バイオトイレ装置１０は、便器１２の後ろ側にバイオチップタンク３４が配置されている。バイオチップタンク３４は、接続されたバイオチップ補給機（図示せず）によって、バイオチップタンク３４の内部に蓄えられているバイオチップが処理槽１３に補給される。
【００２０】
バイオトイレ装置１０は、処理槽１３の前方には給水槽３３が配置されている。この給水槽３３から処理槽１３に給水が行われる。処理槽１３は、温度センサ３２が配置されている。また、処理槽１３は、その下に電気ヒータ３０が配置されている。電気ヒータ３０はプラグ３１を介して通電が行われる。電気ヒータ３０は処理槽１３内のバイオチップ２０が温める。処理槽１３内のバイオチップ２０は、電気ヒータ３０によって温められ、そして、給水槽３３から給水されることで、バイオ菌が活性化（繁殖環境の維持）するために好適な環境を保持することができる。例えば、電気ヒータ３０によって処理槽内の温度を３０℃程度にし、処理槽内のバイオチップ２０の含水率を７０％に維持することで、バイオ菌を活性化させることができる。
【００２１】
バイオトイレ装置１０は、処理槽１３の側壁にエアー供給口（図示せず）が設けられている。このエアー供給口から処理槽１３の内部に空気が送り込まれる。これによって、処理槽１３にあるバイオチップに含まれる好気性菌であるバイオ菌を有効に働かせようにしている。
【００２２】
処理槽１３は、排気ダクト３５が連結されている。排気ダクト３５は、排気口３７によってトイレハウス１１の外部に臨んでいる。排気ダクト３５は、途中にフィルタ装置３６が配置されている。処理槽１３内のバイオチップ２０から発生したガスは、排気ダクト３５を伝い、途中のフィルタ装置３６を通り、トイレハウス１１の外部に放出される。これによって、処理槽から発生するガスを外気に放出することができ、トイレハウス１１内にこもる排泄物の臭いも抑えることができる。
【００２３】
処理槽１３の内部には攪拌羽根部材１４が配置されている。攪拌羽根部材１４は、攪拌羽根部１４ａ及び覆材部１４ｂを備えている。攪拌羽根部１４ａは、処理槽１３の内部に回転可能に配置されている。また、攪拌羽根部１４ａは、覆材部１４ｂに相対的回転不能に連結されている。覆材部１４ｂは、攪拌軸１５に相対的回転不能に連結されている。攪拌羽根部１４ａ及び覆材部１４ｂの特徴については後述する。
【００２４】
攪拌軸１５は、一端を軸受部１７が保持しており、他端を処理槽１３の外に配置された攪拌駆動装置１９の出力軸（図示せず）と相対的回転不能に連結されている。軸受部１７は、処理槽１３の内部に配置された支持部材１８によって支持されている。軸受部１７は、バイオチップ２０のバイオチップ上面２０ａよりも上方の位置に配置される。そのため、軸受部１７は、バイオチップ２０が直接浸っておらず、またバイオチップ２０が付着しにくくなっている。これにより、軸受部１７がバイオチップ２０に含まれる排泄物によって腐食されることを軽減することができる。
【００２５】
攪拌駆動装置１９が作動すると、攪拌駆動装置１９に相対的回転不能に連結され、軸受部１７に保持された攪拌軸１５が回転し、攪拌軸１５に相対的回転不能に連結された覆材部１４ｂが回転し、覆材部１４ｂに相対的回転不能に連結された攪拌羽根部１４ａが処理槽１３の内部で回転する。攪拌羽根部１４ａが処理槽１３の内部で回転することで、処理槽１３の内部にあるバイオチップ２０が攪拌される。バイオチップ２０が攪拌されることで、バイオチップ上面２０ａ付近にすでに処理能力に限界をむかえたバイオチップが密集することなく、排泄物の処理速度を一定にすることができる。
【００２６】
図２は、図１の攪拌羽根部材１４及び処理槽１３の拡大断面図である。攪拌軸１５は、少なくとも底面が円である円柱形の棒状の形状若しくは円錐台の形状である。攪拌軸１５の一端は軸受部１７に保持されている。それにより、軸受部１７は攪拌軸１５を確実に保持することができる。
【００２７】
支持部材１８は、角柱、円柱等の形状で形成されているが、円柱であることが好ましい。軸受部１７は一般に中央に穴を有する円盤形状であることから、軸受部１７を支持する支持部材１８の形状を円柱にすることで、支持部材１８の上端部の形状を小さくすることができ、ひいては、回転可能な覆材部１４ｂの大きさを最小化することができる。これにより、覆材部１４ｂの質量等が原因で攪拌軸１５等に生じる応力を軽減することができる。
【００２８】
覆材部１４ｂは、凹部１４ｃを有している。凹部１４ｃは、凹部１４ｃの側面にあたる内側側面部１４ｆと、凹部１４ｃの底面にあたる内側上面部１４ｈとを含む円錐截頭形状を有している。ただし、内側側面部１４ｆと内側上面部１４ｈとは、例えば凹部１４ｃが半球状の形状をしているために、一体となっても構わない。
【００２９】
凹部１４ｃは、支持部材１８に支持された軸受部１７を攪拌軸１５の方向から覆うことができるように、形成されている。具体的には、内側上面部１４ｈと支持部材１８の上底部１８ａとの間の距離は、凹部１４ｃの開口と内側上面部１４ｈとの間の距離Ｈの１／４〜３／４の範囲内にあることが好ましい。覆材部１４ｂは凹部１４ｃが軸受部１７を覆うような位置に配置されているので、便器１２からの排泄物は、直接に軸受部１７に付着てしまうのを抑えることができ、また、排泄時にバイオチップ２０で撥ねた排泄物が軸受部１７に付着してしまうことを防ぐことができる。
【００３０】
凹部１４ｃは、円錐台及び角錐台等の形状でよいが、円錐台であることが好ましい。円錐台であることにより、回転可能な覆材部１４ｂの大きさを最小化することができ、覆材部１４ｂの重さが原因で攪拌軸１５等に生じる応力を軽減することができるためである。
【００３１】
凹部１４ｃは、内側側面部１４ｆのうち、支持部材１８の上底部１８ａより下の側面部における底面部１３ａと略平行な水平面上の任意の二点の最大距離Ｐ１が、支持部材１８における同一水平面上の任意の二点の最大距離Ｐ２よりも大きくなるような、形状を有している。つまり、距離Ｐ１が距離Ｐ２よりも大きいことで、支持部材１８と覆材部１４ｂとの間に空間部１６ができる。覆材部１４ｂが空間部１６を有することで、覆材部１４ｂが回転している時に、支持部材１８と覆材部１４ｂとの接触を抑えることができ、覆材部１４ｂは安定して回転する。
【００３２】
覆材部１４ｂは、覆材部１４ｂの外側側面部１４ｅと凹部１４ｃの内側側面部１４ｆとの間を貫通する複数の貫通穴１４ｄを有する。貫通穴１４ｄは、凹部１４ｃの内側上面部１４ｈを貫通する穴ではない。貫通穴１４ｄは、軸受部１７より内側上面部１４ｈ側にあることが好ましい。このような構成をとることで、バイオチップ２０からの排泄物のガスが凹部１４ｃ内に入り込んでも、そのガスは貫通穴１４ｄからほとんど抜け出て、凹部１４ｃにはほとんど溜まらないから、主に金属性物質で構成される軸受部１７は、ほとんど腐食することがない。
【００３３】
具体的には、覆材部１４ｂは、複数の貫通穴１４ｄを有することで、凹部１４ｃの内部と覆材部１４ｂの外部との気体の行き来を行うことができ、凹部１４ｃにたまるバイオチップから発生するガスを、貫通穴１４ｄを通じて覆材部１４ｂの外側に放出することができる。これにより、当該ガスが空気中の水蒸気に溶け込み、それが軸受部１７に付着し、軸受部１７の腐食してしまう現象を抑制することができる。
【００３４】
また、排泄時に排泄物が直接若しくはバイオチップ上面２０ａから撥ねて貫通穴１４ｄより入って、軸受部１７に付着する頻度が抑えられる。
【００３５】
また、貫通穴１４ｄは、その個数及びその穴の直径、形状は特に制限はされない。排泄時に排泄物が貫通穴１４ｄより入り、軸受部１７に付着する頻度が抑えられる程度にすることが好ましい。
【００３６】
攪拌羽根部１４ａは、帯状螺旋により形成された螺旋羽根である。帯状螺旋は、螺旋羽根の上面が略平面であることが好ましい。
【００３７】
また、攪拌羽根部１４ａは、先端部分１４ｇを有する。先端部分１４ｇは、処理槽１３の底面部１３ａに近接した領域１３ｂまで延びている。領域１３ｂは、底面部１３ａに近接した領域を指し、底面部１３ａは含まれない。攪拌軸１５が回転することにより、領域１３ｂにおいて攪拌軸１５を中心として、回転可能に移動が可能である。
【００３８】
先端部分１４ｇは、領域１３ｂを移動することで、領域１３ｂにあったバイオチップ２０を先端部分１４ｇ上に載せてすくい上げる。すくい上げられたバイオチップは先端部分１４ｇ上に載り上方に押し上げられる。一方、バイオチップがあった場所には、空間ができ、その空間にはその周りにあるバイオチップが入り込む。このようにして、領域１３ｂにあったバイオチップは上方にすくい上げられ、新しいバイオチップが排泄物と触れ合う上方へ移動する。つまり、底面部１３ａに近接した領域１３ｂにあるバイオチップは、攪拌羽根部１４ａの先端部分１４ｇに載ったバイオチップのほとんどは、攪拌羽根部１４ａの上面に沿って、上方に移動する。
【００３９】
攪拌羽根部１４ａは、螺旋の回転数が１以上であることが好ましい。螺旋の回転数が多いほど、螺旋羽根の傾斜角度が緩やかになり、攪拌軸１５が１回転したときの、螺旋羽根の移動距離が小さくなる。そのため、すくい上げたバイオチップを途中で落とすことなく、確実に上方まで運ぶことができる。
【００４０】
図３は、図１の攪拌羽根部材１４及び処理槽１３の拡大上面図である。覆材部１４ｂから伸びた攪拌羽根部１４ａは、攪拌軸１５を中心に螺旋状に回転しながら、処理槽１３の底面部１３ａに向かう。その際の、上面方向から見た回転方向は時計回りでも反時計回りでも問わないが、それに応じて攪拌時の攪拌軸の回転方向は異なる。つまり、図３に示すように、攪拌羽根部１４ａが時計回りに螺旋を形成している場合、バイオチップ２０を攪拌羽根がすくい上げるために、攪拌時の回転軸の回転方向は時計回りとなる。
【００４１】
攪拌羽根部１４ａは、攪拌軸１５との距離を広げながら処理槽１３の底面部１３ａに近接した領域１３ｂまで延びている。例えば、攪拌羽根部１４ａ上の攪拌軸１５近辺の任意の点Ｙ１とし、攪拌軸１５との水平面での距離をＸ１とする。また、攪拌羽根部１４ａの先端部分１４ｇ上の任意の点Ｙ２と、攪拌軸１５との水平面での距離をＸ２とする。このとき、図３を参照すると、底面部１３ａに近接した点の距離Ｘ２の絶対値は、攪拌軸１５に近辺の点の距離Ｘ１の絶対値より大きくなる。このように、攪拌羽根部１４ａの任意の点と攪拌軸１５との距離は、処理槽１３の底面部１３ａに近づくに従って徐々に大きくなっていく。このような構成をとることで、先端部分１４ｇは処理槽１３の側面部分付近まで回転することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態によるバイオトイレ装置の一例を示す断面図である。
【図２】図１の攪拌羽根部材及び処理槽の拡大断面図である。
【図３】図１の攪拌羽根部材及び処理槽の拡大上面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０  バイオトイレ装置
１１  トイレ室（トイレハウス）
１２  便器
１３  処理槽
１３ａ  底面部
１３ｂ  領域
１４  攪拌羽根部材
１４ａ  攪拌羽根部
１４ｂ  覆材部
１４ｃ  凹部
１４ｄ  貫通穴
１４ｅ  外側側面部
１４ｆ  内側側面部
１４ｇ  先端部分
１４ｈ  内側上面部
１５  攪拌軸
１６  空間部
１７  軸受部
１８  支持部材
１８ａ  上底部
１９  攪拌駆動装置
２０  バイオチップ
２０ａ  バイオチップ上面
３０  電気ヒータ
３１  プラグ
３２  温度センサ
３３  給水槽
３４  バイオチップ補充機（バイオチップタンク）
３５  排気ダクト
３６  フィルタ装置
３７  排気口
【図１】
2010022467.tif 000003
【図２】
2010022467.tif 000004
【図３】
2010022467.tif 000005